Совершенствование токоприемников электроподвижного состава, оснащенных управляемыми пневматическими резинокордными элементами

• Автор: Аркашев, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 174 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ЭЛЕМЕНТОВ СКОРОСТНЫХ АВТОРЕГУЛИРУЕМЫХ ТОКОПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА МАГИСТРАЛЬНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

1.1. Особенности систем автоматического регулирования САР токоприемников.

1.2. Обзор известных датчиков измерения контактного нажа

1.3. Выводы
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАЖАТИЯ ТОКОПРИЕМНИКА ПРИ ЕГО ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С КОНТАКТНОЙ ПОДВЕСКОЙ.

2.1. Определение принципа регулирования нажатия токоприемника.

2.2. Описание САР нажатия токоприемника

2.3. Анализ входного сигнала САР нажатия токоприемника.

2.4. Расчет САР нажатия токоприемника и исследование ее параметров

2.4.1. Определение передаточных функций САР нажатия токоприемника.

2.4.2. Определение параметров САР нажатия токоприемника
2.4.3. Синтез САР нажатия токоприемника
2.5. Выводы
3. РАСЧЕТ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТОКОПРИЕМНИКА, ОСНАЩЕННОГО СИСТЕМОЙ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАЖАТИЯ, С КОНТАКТНОЙ ПОДВЕСКОЙ
3.1. Анализ известных методов расчета взаимодействия токоприемников с контактными подвесками.
3.2. Расчет характеристики нажатия токоприемника на контактную подвеску, представленную в виде модели с сосредоточенными параметрами
3.2.1. Математическая модель взаимодействия токоприемника с контактной подвеской с учетом воздействия со стороны контактного провода и основания токоприемника
3.2.2. Учет силы трения скольжения в контакте.
3.2.3. Учет аэродинамического влияния со стороны встречного воздушного потока.
3.2.4. Уравнения движения элементов токоприемника.
3.3. Анализ результатов расчета токоприемника, оснащенного САР нажатия, при его взаимодействии с контактной подвеской, представленной в виде модели с сосредоточенными параметрами
3.4. Оценка адекватности предложенного метода расчета взаимодействия токоприемника с контактной подвеской.
3.5. Расчет харакгеристики нажатия токоприемника на контактную подвеску.
3.6. Анализ результатов расчета токоприемника, оснащенного САР нажатия, при его взаимодействии с контактной подвеской, представленной в виде модели с распределенными параметрами
3.7. Оценка адекватности предложенного расчета взаимодействия токоприемника с контактной подвеской, представленной в виде модели с распределенными параметрами
3.8. Выводы
4. ОСОБЕННОСТИ ПРЕДЛАГАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАЖАТИЯ ТОКОПРИЕМНИКА
4.1. Полоз токоприемника с пневматическими упругими элементами.
4.2. Блок управления САР нажатия токоприемника
4.3. Пневматическая система токоприемника, оснащенного САР нажатия
4.4. Выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРЕДЛОЖЕННОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАЖАТИЯ ТОКОПРИЕМНИКА И ЕЕ ЭЛЕМЕНТОВ
5.1. Методика испытаний разработанной САР нажатия токоприемника и ее элементов
5.1.1. Исследования с использованием лабораторных стендовых установок
5.1.2. Методика стендовых испытаний устройства для оперативной оценки нажатия токоприемника на контактный провод
5.1.3. Методика стендовых испытаний САР наэсатия токоприемни 7 ка.
5.1.4. Методика натурных испытаний устройства для оперативной оценки нажатия токоприемника на контактный провод с использованием ВИКСа.
5.2. Результаты экспериментальных исследований
5.2.1. Экспериментальное исследование устройства для оперативной оценки нажатия токоприемника на контактный провод.
5.2.2. Экспериментальное определение переходного процесса САР нажатия.
5.2.3. Экспериментальное исследование устройства для оперативной оценки нажатия токоприемника на контактный провод с использованием ВИКСа.
5.2.4. Дополнительные экспериментальные исследования устройства для оперативной оценки нажатия токоприемника на контактный провод
5.2.4.1. Высоковольтные испытания
5.2.4.2. Исследовать устройства для оперативной оценки нажатия токоприемника на контактный провод в условиях низких температур
5.3. Выводы.
6. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРЕДЛАГАЕМОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАЖАТИЯ ТОКОПРИЕМНИКА.
6.1. Определение стоимостной оценки результатов.
6.2. Определение единовременных затрат
. Определение показателей экономической эффективности.
6.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ


Основное содержание работы опубликовано в пятнадцати печатных работах, которые включают в себя четыре статьи и восемь тезисов докладов, получено три патента РФ на полезные модели. Две статьи опубликованы в изданиях, определенных ВАК Минобрнауки России. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиорафического списка из 2 наименований и одного приложения. Общий объем диссертации составляет 4 страницы, включая таблиц и 3 рисунка. Токоприемник это аппарат, обеспечивающий передачу электроэнергии на борт подвижного состава от токоведущих элементов. Он является сложной кинематической и динамической системой, состоящей более чем из узлов, каждый из которых имеет несколько характеристик, влияющих на взаимодействие с контактной подвеской или токопроводом. Токоприемники должны соответствовать требованиям, определяющим ско . При установлении зависящей от скорости средней величины силы нажатия в контакте необходимо стремиться, с одной стороны, к обеспечению бесперебойного токосъема, с другой к уменьшению износа контактного провода и контактных накладок токоприемников. Для выполнения этих требований необходимо, чтобы на тяговом подвижном составе можно было регулировать статические силы нажатия. От надежности работы токоприемника во многом зависит работоспособность всех электроэнергетических систем транспортного средства и, следовательно, соблюдение заданного графика движения . Группы конструктивных элементов токоприемников подразделяют на базовые и дополнительные рисунок 1. В базовый комплекс входят основание, изолирующие, токоведущие и контактирующие. Дополнительные элементы используют для обеспечения работоспособности токоприемников в различных условиях и режимах. Практическая реализация этих направлений заключается в применении дополнительных элементов в конструкциях токоприемников таблица 1. Как следует из таблицы 1. Именно эти устройства в большей мере влияют на изменение величины контактного нажатия. К ним относятся аэродинамические крылья, устанавливаемые на рамс токоприемника или непосредственно на полозе изменение подъемноопускающего механизма создание регулируемых кареток. Рисунок 1. Классификация элементов токоприемников
Таблица 1. Токоприемники должны соответствовать требованиям, определяемых скоростью движения на участке и обеспечивать соблюдение предусмотренных предельно допуст имых параметров в различных эксплутационных условиях. При установлении зависящей от скорости средней величины сил нажатия в контакте необходимо стремиться, с одной стороны, к обеспечению бесперебойного токосъема, с другой к уменьшению износа контактного провода и контактных накладок токоприемников. Для выполнения этих требований необходимо, чтобы на тяговом подвижном составе можно было регулировать статические силы нажатия, что обеспечивается введением в конструкцию токоприемников дополнительных элементов, таких как системы автоматического регулирования САР. К устройствам автоматического регулирования токоприемников относятся устройства, автоматически стабилизирующие или изменяющие параметры токоприемника, и содержащие датчики, элементы сравнения и исполнительные устройства . Устройства регулирования могут быть классифицированы по следующим признакам по цели использования САР по типу САР по входным параметрам по типу датчиков по типу исполнительных устройств по месту установки датчиков по месту установки исполнительных устройств. Классификация по типу САР позволяет оценить уровень сложности, технические возможности и особенности работы рассматриваемых систем регулирования рисунок 1. Классификация по цели использования САР позволяет оценить результат воздействия на регулируемый объект и выделить весь спектр применяемых в настоящее время устройств регулирования рисунок 1. Классификация по типу исполнительных устройств и местам их установки в САР позволяет оценить конструктивные особенности устройств рщулирования, их техническую сложность, стоимость, надежность рисунок 1. Классификация по входным параметрам даст представление о тех возмущающих воздействиях и особенностях работы токоприемников, которые служат в качестве входного сигнала САР. Рисунок 1. Рисунок 1. Рисунок 1.